[发明专利]一种复合磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合磁粉芯及其制备方法，包括以下步骤：(1)将铁粉、铁硅系列粉末混合均匀再与去离子水混合均匀，加热处理，然后冷却至室温，然后进行高温煅烧后获得预处理粉末；(2)将预处理粉末与粘结剂以及润滑剂混合均匀后得到复合粉末；(3)将复合粉末压制成型，然后进行后续热处理获得产品。本发明材料以铁粉、铁硅系列粉末为主体，形成的四氧化三铁包覆层在不影响铁粉磁性能的前提下，对材料磁性能进一步提升。与现有相关产品相比，本发明具有加工灵活、磁损耗低、磁导率高等优点。

技术领域

本发明涉及磁性功能材料领域，尤其是涉及一种复合磁粉芯及其制备方法。

背景技术

软磁复合材料(Soft Magnetic Composites，简写为SMCs)是指将铁磁性粉末用高电阻率物质包覆处理，然后通过粉末冶金压制成型，制备出的一种软磁材料。相比于其他传统软磁材料，SMCs具有涡流损耗小、不存在各向异性、软磁性能可以调节以及可以加工成复杂形状的磁体和磁芯等不可比拟的优点，可以广泛用于发电机、变压器及各种电机、电器等，特别是其低铁芯损耗和接近于零的磁致伸缩，对降低变压器的噪声和实现电机、电器的低能耗、低发热、微小型化、高稳定性都极为有利，同时能够带动电机和电器产品的升级、换代。

为了降低软磁复合材料在高频下使用时的涡流损耗，通常会对磁性颗粒进行绝缘包覆，而非磁性绝缘层的引入在降低涡流损耗的同时会引起软磁复合材料饱和磁化强度与磁导率的降低。专利CN104157389A采用纳米氮化硅和氮化铝介电材料材料包覆铁粉，降低磁损耗的同时引入了过多的非磁性物质。为了获得高性能的软磁复合材料，磁性绝缘材料逐渐成为了研究热点，磁性绝缘材料可以在为软磁复合材料提供绝缘性能的同时提供一定程度的磁性能，从而有利于高性能软磁复合材料的制备，而磁性绝缘层的电阻相对于无机绝缘材料来说较低，为了获得足够低的损耗，依旧需要引入大量的磁性绝缘物质，同样会引起磁导率的降低。专利CN104028762A通过溶胶凝胶法制备的铁粉为基体的软磁复合材料磁导率仅为80，且制备过程复杂，使用了多种化学品。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高磁导率、低损耗的复合磁粉芯及其制备方法。且本发明的制备方法具有实施性。

为了提高其电阻率，本发明选择加入电阻率较高的铁硅系列粉末作为补充物，铁硅系列粉末价格较为低廉，性价比高。为了提高其交流稳定性及磁导率，而采用化学法制备亚铁磁性的Fe₃O₄作为铁粉的包覆层。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁粉、铁硅系列粉末混合均匀再与去离子水混合均匀，加热处理，然后冷却至室温，然后进行高温煅烧后获得预处理粉末；

(2)将预处理粉末与粘结剂以及润滑剂混合均匀后得到复合粉末；

(3)将复合粉末压制成型，然后进行后续热处理获得产品。

进一步地，步骤(1)中铁粉与铁硅系列粉末的混料时间为0.5-2h，混料速度为30-60r/min。

进一步地，步骤(1)中铁粉与铁硅系列粉末用V型混料机混合均匀。

进一步地，步骤(1)中铁粉为还原铁粉或水雾化铁粉，铁硅系列粉末为气雾化球形铁6.5％硅粉末或铁硅铝粉末，两种粉末的粒径均为38-75μm，且两种粉末的粒径范围相同。

进一步地，步骤(1)中铁粉与铁硅系列粉末混合后，铁粉的重量百分含量为65wt％-85wt％，铁硅系列粉末的重量百分含量为15wt％-35wt％，步骤(1)中铁粉与铁硅系列粉末混合后的粉末质量与去离子水体积的比例为3-4g/mL，优选为3.5g/mL。